彭澄　周勇　王天锷

摘要：合并单元是智能变电站将二次电流电压输送到间隔层装置和网络最核心的设备，因此其性能的好坏将直接影响二次系统的可靠运行，而合并单元的延时及抖动性能是其中最关键和最重要的性能指标。文章介绍了合并单元延时和抖动性的基本概念和试验方法，并结合实际的试验结果进行了分析。

关键词：智能变电站；合并单元；采样同步；抖动性能

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）02-0121-02

合并单元是智能变电站的一个重要设备，其功能是接收互感器采集到的电流电压，并以SMV-9-2的格式通过光纤上送到保护测控或计量等装置。因此合并单元的性能将直接影响智能变电站二次系统运行的可靠性。而合并单元的延时和同步这两个指标直接影响合并单元输出电流电压角比差。本文对合并单元的延时及抖动性能的测试及常规互感器结合合并单元的模式（Transformer MU，简称TM模式）进行探讨，希望能为调试人员提供帮助。

1 合并单元的延时与同步介绍

合并单元的延时是由于硬件和软件共同导致的，对于TM模式的延时主要是由合并单元自身延时导致的，即不考虑EVT和ECT的延时。因为合并单元前端采用电磁式互感器，输入的模拟量采样值经电缆直接并行送入合并，采样值传输延时固定且数值很小。但当电流电压经合并单元转换为SMV-9-2输出时就会产生延时，过程中电压到保护测控经过了PT合并单元和线路合并单元延时。首先电流电压之间的夹角可能就会出现误差，因为合并单元的采样是一个周波是80点，每个点对应的角度就是°，一个点是1/4000秒即250us，因此1us相差的电角度为4.5/250＝0.018°，折算从分就是0.018×60＝1.08′≈1′，即1us误差就是1′左右。如果PT合并电压和线路合并单元之间的延时达到一定值如2ms就会相差36°，这可能会影响距离保护的动作边界值和测控计量值。同时报文在网络传输过程中也会产生延时，它的延时不是固定的，为了消除不同合并单元延时不一致的问题，通常采用同步的方法来解决，即所有合并单元接收到电磁式互感器输入的电流电压后，都等待一定的时间后再同时将电流电压输出给保护测控装置，保护测控装

置解析数据报文中的时标，在进行时间或相角补偿。

2 合并单元等间隔离散性（抖动）介绍

图1 采样同步

调试人员不能将延时和同步混淆，延时反映的是信息的时差性，同步是解决数据延时的手段。延时长短将决定保护装置反应故障的快慢，同步性能将决定二次系统电流电压数据的质量。测试等间隔离散性（抖动）就是测试合并同步性能的优劣。合并单元间隔离散性的定义：对一个波形采样，采样点为n，输出设定延时为t，每个点对应的输出时标为Ti，则等间隔离散性是指任意连续两个输出时标之差应±10us，即Ti＋1－Ti≤±10us。通过图1和图2可以更好地理解延时和间隔离散性即抖动时间的概念。

图1中系列1为原始波形，设合并单元的采样率为1个周波40个点，输出延时为2ms，系列2为合并单元的输出波形。从图1中看出延时2ms时输出的波形与原始波形很接近。在图2中第8点的延时2.556ms，与第7、第9点2ms延时相差0.556ms，从图中可以看出输出波形在第8点出现了突变，影响了波形质量，会影响后端的保护测控及计量的准确性。

图2 抖动性能

对合并单元的延时测量及采样值发送间隔离散值是两个很重要的试验项目，如果这两个试验测试的结果不符合要求一定要找出原因，并在厂内联调时解决，如果留到现场解决可能会影响现场调试时间，因为这很有可能是合并单元底层配置问题，必须由厂家研发人员解决。

3 合并单元延时及等间隔性（抖动）测试

合并单元的单装置延时测试只针对电磁式互感器结合合并单元的模式，对于电子式互感器结合合并单元的模式需要和电子式互感器一起进行测试。对于TM模式，可以使用NT781模拟量输入合并单元测试仪进行测试。通过下面的PT合并单元计量电压通道的绝对延时，能发现该通道存在问题，此合并单元额定延时是1800us，则其角度差应为32.4°，而测的时间相差将近50us，角度相差了近1°，计量用的合并单元延时不能相差10us。PT的额定一次线电压为220kV，后来经过分析发现是该合并单元的一个级联延时参数设置错误导致。

4 对时精度及守时功能测试

目前合并单元一般采用B码对时，如果合并单元和外部时钟已经对时稳定，则可以通过测试仪器比如DM5000解析报文中的时标来确定合并单元是否与外部时钟已经对时稳定。如果没有对上，而凯默已经对上时，则凯默测量合并单元的延时将是一个相差很大的延时。

对于守时功能的测试：首先将合并单元与外部对时系统断开，使用DM5000测量合并单元的延时，采样的同步误差应至少能在10min内不大于4us同步精度要求。

5 在测量中应注意的事项

（1）不管是ETM模式还是TM模式都应加入实际的电流电压进行测试。

（2）对于TM模式，线路合并单元的输出电压是通过PT合并单元级联过来的，因此这里存在两个合并单元的延时问题，目前保护厂家一般会在线路合并单元对电压进行一次延时补偿，即如果PT合并单元设定了t1秒的延时，线路合并单元在收到电压后会补偿t1秒，然后再经过线路合并单元设定的t2秒的延时与电流一起输出。因此电压的绝对延时就是t2。但在测量的时候还是要做PT合并单元加电压。

（3）要确定合并单元接收的是正向对时还是反向对时，如果对时装置和合并单元的方式相反则合并单元将无法对时。

6 结语

合并单元是智能变电站将一次电流电压引入二次系统的桥梁，因此其性能的好坏对整个变电站的运行至关重要，调试人员应该十分重视合并单元的试验，在入厂联调时一定要严格按照相关规范进行测试，特别是延时和抖动性能的测试更是重中之重。

参考文献

[1] 李九虎，郑玉平，等．电子式互感器在数字化变电站的应用[J]．电力系统自动化，2007．

[2] 高翔．数字化变电站应用展望[J]．华东电力，2006．

（责任编辑：文 森）